Ciencia

PRACTICA No. 1

“DETERMINACIÓN DE LA DIFUSIVIDAD EN GASES”
OBJETIVOS:
Conocer el manejo y uso de una celda de Arnold.
Obtener de manera experimental el coeficiente de difusión de Acetona en Aire, así como también obtener un margen de error comparado con la bibliografía.

INTRODUCCIÓN:

La difusión molecular aparece al existir una distribución espacial de concentración de materia. Ladifusión de materia tiene el sentido en el que la concentración disminuye. La difusión molecular es un fenómeno irreversible.
La difusión es aquella que incluye procesos de "auto mezclado". Se encontrará aquí que la difusión molecular dependerá fuertemente de las características físicas del fluido, como por ejemplo la temperatura de éste, pero que, en cambio, la difusión turbulenta serárelativamente independiente del fluido, y dependerá más bien de la escala de movimiento. Que haya tanta "afinidad" entre las formas laminar y turbulenta de los procesos de difusión y viscosidad no es casualidad, en realidad, dado que la viscosidad puede ser vista simplemente como "difusión de velocidad".
En general también se puede definir la difusión como el flujo de alguna propiedad desdeconcentraciones altas a concentraciones bajas. Esa propiedad puede ser tan real como partículas (difusión de polen, difusión de animales, difusión de sal en el océano, etc.) o puede ser alguna propiedad del fluido, tal como su temperatura o su rotación angular.
La difusividad o el coeficiente de difusión es una constante de proporcionalidad entre el flujo molar debido a la difusión molecular y el gradientede la concentración de la especie (o el motor de la difusión). La difusividad está descrita en la ley de Fick .
Cuanto mayor es la difusividad (de una sustancia con respecto a otro), más rápido se difunden en los demás.

MATERIAL Y EQUIPO:
* 100 mL de Acetona
* Celda de Arnold
* Termobaño
* Bomba de aire
* Bomba de recirculación de agua
* Pinzas de 3 dedos
*Mangueras de látex
* Termómetro
* Cronómetro
* Soporte Universal

METODOLOGÍA:

1. Armado del dispositivo para sostener la celda de Arnold y colocando las conexiones de entrada y salida de agua, así como las bombas de agua y de aire.
2. Colocar la acetona en la cúpula de la celda de Arnold.
3. Alcanzar la temperatura a la cual se quiere llevar a cabo el proceso en eltermobaño.
4. Recircular el agua del termobaño a través del refrigerante de la celda de Arnold, para mantener la acetona a una temperatura constante.
5. Cuando la temperatura del agua del termobaño es constante y en recirculación, se abre la llave de paso que se encuentra en la parte inferior de la celda de Arnold para dejar pasar la acetona al capilar de la celda.
6. Tomar la lectura de ladistancia inicial del líquido.
7. En la entrada superior de la celda de Arnold, conectar la bomba de aire y por el extremo contrario dejar salir el aire en el cual se difunde el vapor de la acetona y encender la bomba de aire.
8. Tomar el tiempo a diferentes valores de altura de la acetona en el capilar de la celda de Arnold.
9. Repetimos el procedimiento a la segunda temperaturadeseada en el termobaño

DATOS EXPERIMENTALES:
Corrida | Tiempo (s) | Distancia (mm) | Temperatura (ºC) |
1 | 186 | 2 | 36 |
2 | 295 | 4 | 36 |
3 | 410 | 6 | 36 |
4 | 731 | 8 | 36 |
5 | 1052 | 10 | 36 |
6 | 1328 | 12 | 36 |
7 | 1928 | 14 | 36 |
8 | 2251 | 16 | 36 |
9 | 2812 | 18 | 36 |
10 | 3340 | 20 | 36 |

Corrida | Tiempo (s) | Distancia (mm) | Temperatura (ºC) |
1 |289 | 2 | 41 |
2 | 389 | 4 | 41 |
3 | 460 | 6 | 41 |
4 | 636 | 8 | 41 |
5 | 826 | 10 | 41 |
6 | 1045 | 12 | 41 |
7 | 1316 | 14 | 41 |
8 | 1714 | 16 | 41 |
9 | 2024 | 18 | 41 |
10 | 2332 | 20 | 41 |

MEMORIA DE CÁLCULO:
Nota: Se designara a A como acetona y B como aire.
1) Para determinar el DAB experimental, se usó:
NA,z=c DABz2-z1ln1-yA21-yA1 --------------- (1)
La...